技能大賽中新能源汽車故障診斷與檢修

謝家宜　吉世岳

摘 要：新能源汽車日益以蓬勃之勢發展，這對汽車職業教育培養學生職業崗位能力提出了更高的要求。但目前大部分中職學校存在教學設備短缺、師資培養不足、課程建設不全等問題。針對此種情況，本文基于2019年廣東省職業院校技能大賽中新能源汽車運用與維修項目，專門對比賽用車2017款比亞迪E5進行故障診斷項目講解和排故思路整理，希望能夠達到“以賽促教，以賽促學”的目的，為更多的專業教師或帶賽老師提供有益借鑒。

關鍵詞：技能大賽 比亞迪 新能源汽車 故障診斷

New Energy Vehicle Fault Diagnosis and Maintenance in the Skills Competition

——Practice and Thinking on the Fault Diagnosis Project of the Power System of New Energy Vehicles

Xie Jiayi Ji Shiyue

Abstract：New energy vehicles are developing vigorously， which puts forward higher requirements for automobile vocational education to cultivate students' vocational ability. However， most secondary vocational schools have problems such as shortage of teaching equipment， insufficient teacher training， and incomplete curriculum construction. In response to this situation， based on the new energy vehicle application and maintenance project in the 2019 Guangdong Vocational College Skills Competition， this article specifically explains the fault diagnosis project and the troubleshooting ideas for the 2017 BYD E5 racing car， hoping to achieve the purpose of "promoting teaching by competition and promoting learning by competition"， and provides useful reference for more professional teachers or teachers leading the competition.

Key words：skills competition， BYD， new energy vehicles， fault diagnosis

1 比亞迪E5故障診斷實踐

在2019年新能源省賽備賽期間，筆者對比亞迪E5進行了故障診斷實踐。新能源汽車的故障主要分為兩種，一種是電控故障，一種是機械故障。比如，動力電池包內部某個電池單體出現故障需要更換，則需要拆卸更換動力電池包，這種就屬于機械故障。在新能源省賽故障診斷子項目中一般不會涉及到更換高壓部件的內容，一方面是因為電池、電機等部件都比較穩定，二是更換高壓部件的過程中除了高壓下電外與傳統汽車的維修基本接近。

電控故障也可分為BMS故障、高壓配電箱故障、VTOG故障、DC-DC故障、儀表指示故障、網絡系統故障、動力電池包內部線路故障、充電系統故障。

1.1 BMS故障

電池管理系統（BATTERY MANAGEMENT? SYSTEM）BMS具有強大的功能：

●保護電芯和動力電池組不受到損害;

●使電池工作在合適的電壓和溫度范圍內;

●在保持電池在合適的條件運行后，滿足整車的需求;

●電池參數檢測，包括電壓、總電流、單體電壓檢測、溫度檢測、絕緣檢測、碰撞檢測、阻抗檢測、煙霧檢測等等;

●電池狀態建立：包括SOC、SOH、SOF;

●在線診斷、電池安全保護和告警、充電控制、電池一致性控制、熱管理功能、網絡功能、信息存儲。

電池管理系統出現故障或者不工作會導致整車無法正常上電、無法掛檔行駛。

儀表的提示內容都與動力電池包有關，基本確定是因為BMS沒有正常工作，可用道通908E診斷儀進行讀碼進一步確認。

電池管理系統的常見故障還有BMS高壓互鎖輸出（輸入）斷路、BMS動力網CAN H斷路、電池信息采集器（BIC）電源斷路等。

1.2 高壓配電箱故障

高壓配電箱的作用是完成動力電池電源的輸出及分配，其上游是動力電池組，下游包括VTOG、DC/DC變換器、PTC水加熱器、電動壓縮機、漏電傳感器。同時將VTOG和車載充電機的高壓直流電分配給動力電池組，實現對支路充電器的保護及切斷。高壓配電箱內部主要由銅排連接片、接觸器、霍爾電流傳感器、預充電組、動力電池組正/負級輸入組成。其中，接觸器由動力電池管理器控制，控制充放電。

高壓配電箱內部的接觸器如不能正常工作，可以導致動力電池的高壓電無法輸出，不能正常上電。高壓配電箱的常見故障還有：預充接觸器控制斷路、交流充電正接觸器控制線斷路、負極接觸器控制線斷路、負極接觸器電源線斷路等。

1.3 VTOG故障

2019年省技能大賽新能源汽車故障診斷項目中出現“F2-2”保險絲熔斷的故障。保險絲“F2-2”即VTOG 的常電供電保險絲。VTOG的全稱為雙向交流逆變式電機控制器，主要功能有：

●控制高壓交/直流電雙向逆變，驅動電機運轉，實現充、放電功能;

●接收加速踏板、制動踏板信號，通過輸出電流控制電機轉速;

●保證電機在適宜溫度下運行;

●直流充電升壓功能;

●CAN通信、故障處理記錄、在線CAN燒寫以及自檢。

當VTOG不能正常工作，將會導致整車控制器無法采集電機運轉情況，無法獲知制動踏板情況，也無法采集檔位信號，此時，整車出于保護，會報警并禁上OK電，電子風扇也會高速運轉。比如VTOG動力網CAN H斷路，儀表現象出現異常：無ECO;無檔位信號;請檢查動力系統;無OK燈;駐車制動故障警告燈;請檢查電子駐車系統，同時電子風扇高速運轉。使用解碼儀讀取故障碼：與電機控制器通訊故障，與MG2失去通訊。讀取數據流過程中發現VTOG多個模塊無法進入，根據故障碼顯示，懷疑VTOG故障，測VTOG雙路電和CAN通訊，測常電：B28（A）/2-GND 電壓13V，正常;雙路電：B28（A）/5和B28（A）/4-GND電壓13V，正常;測CAN H B28（A）/49-GND 2.5V，CAN L B28（A）/50-GND 1.9V，測CAN H與CAN L終端電阻B28（A）/49-B28（A）/50電阻120歐異常（正常情況下為60歐左右，判斷VTOG動力網CAN H斷路。

VTOG的常見故障還有：F2-2保險絲熔斷、高壓電控總成高壓互鎖輸出斷路、VTOG雙路電斷路、F2-4保險絲熔斷、勵磁（正弦、余弦）斷路等。

2 關于故障診斷技術的思考

在診斷未知故障時，我們一般按以下步驟進行：

1、上電，觀察儀表現象。如果動力系統有故障，一般儀表不會上OK燈，并且會顯示“請檢查動力系統”，大部分故障還會顯示相關警告燈。如果上電后儀表能上OK燈，并且顯示“可掛擋行駛”，基本可以判斷動力系統沒有故障。把目標轉向充電系統，下電—插槍—觀察儀表現象。正常充電時儀表能夠顯示出充電功率，還有多長時間可以充滿，如果不能，說明充電系統有故障。

2、使用診斷儀讀故障碼、數據流。比亞迪E5 的專用診斷儀是VDS2000，但是由于這款診斷儀僅限于比亞迪及其直營4S店使用，所以我們一般會使用通用型診斷儀，在本文中使用的是道通M908E診斷儀。部分故障會有指向性非常明顯的故障碼，比如高壓互鎖故障、分壓接觸器故障等。部分故障不能讀取出故障碼，這個時候我們需要分析數據流，基本數據流有：當前電池組總電壓、當前電池組總電流、預充狀態、絕緣阻值、預充接觸器狀態、主接觸器狀態、充電接觸器狀態、充電感應信號、充電是否允許、放電是否允許、上電指令等。

3、根據儀表現象、故障碼、數據流進行相關測量。比亞迪E5的儀表功能非常強大，儀表能提供很多的信息，但有時候我們進行故障診斷的時候往往會遺忘這一點。比如當動力網的CAN H、CAN L對地斷路時，儀表會顯示“請檢查網絡系統”。對于高壓互鎖、分壓接觸器、BIC CAN通訊超時故障等，故障碼能直接讀出來，根據故障碼就可以直接進行相關測量。如果儀表沒有提示，故障碼也讀不出來，這個時候就需要依靠數據流和一定的經驗了。

4、對故障進行修復并驗證。修復故障的過程中一定要注意規范操作，一般修復高壓故障的標準流程是下電→斷負極（纏絕緣膠）→等待三分鐘→拔出維修開關→驗電（纏絕緣膠）→修復故障→連接所有高壓線束→裝維修開關→裝負極→上電驗證（或者充電驗證）。修復好故障之后一定要進行驗證，并進行試車，確保正常之后才可以交車。

3 新能源汽車動力系統故障診斷的總結

新能源汽車動力系統電控故障可以分為兩大類：故障診斷儀可以正常連接、故障診斷儀無法正常連接。如果車輛能與故障診斷儀通信，可按下圖所示的程序對新能源汽車進行故障診斷。

如果故障診斷儀無法正常連接車輛，可按以下順序排查：

2019年省技能大賽新能源汽車故障診斷項目中使用的是2017款的比亞迪E5，不同年款的比亞迪E5線束布局、控制原理略有不同，不可一概而論。筆者經驗不足，懇請專家、朋友批評指正。

參考文獻：

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